Использование хлорсодержащих химикатов для обеззараживания воды

Гипохлорит натрия – NaOCI
Система дезинфекции гипохлорита натрия

Химические препараты на основе хлора являются очень эффективными в противодействии с бактериями, вирусами и грибками, загрязняющими воду. В сельском хозяйстве используются 4 вида химикатов:

– натрий гипохлорит;

– кальций гипохлорит;

– газообразный хлор;

– двуокись хлора;

Гипохлорит натрия – NaOCI

Гипохлорит натрия представляет собой желтоватую жидкость с концентрацией активного хлора в 10-15% и сильнощелочной реакцией (рН приблизительно 13.0). Он является не очень стабильным и, когда вступает в контакт с воздухом, светом или при высоких температурах, испаряется, в связи с этим его концентрация в воде уменьшается. Химическая реакция с водой имеет следующий вид:

NaOCl + H2O<-->HOCl + Na + OH-

Из-за высокого уровня рН гипохлорит натрия повышает рН воды. Как описано в предыдущей статьей (обеззараживание хлором) реакция гипохлорита натрия с водой приводит к двум формам: HOCI (гипохлористая кислота) и OCI-.

Соотношение между HOCl и OCl- зависит от рН. HOCl является более эффективным дезинфицирующим средством, нежели OCl (приблизительно в 100 раз более эффективным), и поскольку эта форма преобладает в диапазоне рН 3,0–6,7, очищенная вода будет подкисляться.

Можно подкислять воду, используя серную кислоту, также рекомендуется поддерживать уровень рН от 5,8 до 6,5 для обеспечения эффективной дезинфекции при сохранении рН в оптимальном диапазоне для проведения орошения.

Количество натрия, добавленного в воду с использованием гипохлорита натрия, обычно не оказывает существенного влияния на качество воды, так как дезинфекция достигается при относительно низких концентрациях хлора (обычно <10 ppm). Добавление натрия может быть значимо в системах повторного использования воды, в которых концентрация натрия в воде постепенно возрастает.

Преимущества этого способа обеззараживания воды – простота транспортировки и хранения, высокая эффективность при правильном использовании.

Недостатки – образование коррозии, соблюдение необходимых мер безопасности при использовании, склонность к испарению (разрушению) при взаимодействии с воздухом, световым потоком и высокими температурами, короткий срок годности.

Система дезинфекции гипохлорита натрия

Гипохлорит кальция – Ca(ClO)2

Гипохлорит кальция более стабилен реагент, нежели гипохлорит натрия и содержит более высокую концентрацию хлора (в пределах 30–75%). Химическая реакция с водой происходит следующим образом:

Ca(OCl)2 + 2H2O <-> 2HOCl + Ca + 2 + 2OH-

Подобно гипохлориту натрия, гипохлорит кальция также способствует увеличению рН воды, в связи с чем рекомендуется подкисление воды во время процесса дезинфекции.

Гипохлорит кальция доступен в виде белого порошка или таблеток, поэтому для сначала его нужно растворить, а после вводить в обработанную воду. Гипохлорит кальция не является высокорастворимым реагентом, поэтому он растворяется лучше в мягкой или средней по жесткости воде. Рекомендуется растворить его в теплой воде с целью улучшения растворимости.

В любом случае все формы гипохлорита кальция содержат нерастворимые остатки, образующие в растворе осад. Важно удалить осадок перед инъекцией раствора гипохлорита кальция в очищенный резервуар для воды, чтобы избежать засорения.

Преимущества – простота транспортирования и хранения, более стабилен, чем гипохлорит натрия, не нужно добавлять натрий в воду, очень эффективный при правильном использовании.

Недостатки – низкая растворимость, может вызвать засорение, окончательная концентрация хлора в воде зависит от степени растворения.

Газообразный хлор - Cl2

Является хлором в чистом виде, очень сильный окислитель и дезинфицирующий агент. Он хранится и транспортируется в баллонах, как сжиженный газ. Химическая реакция с водой имеет следующий вид:

Cl2 (g) + H2O <-> HOCl + H+ + Cl-

В отличие от гипохлоритов натрия или кальция, газообразный хлор способствует снижению рН воды.

Преимущества - высокоэффективное дезинфицирующее средство. Снижает рН воды, поэтому дополнительного подкисления не требуется, равномерное и быстрое растворение в воде.

Недостатки – требуются знания и умения в соблюдении мер предосторожности при обращении.

Система дезинфекции газообразного хлора (баллоны находятся слева)

Хлористый диоксид - ClO2

Диоксид хлора сильно отличается от других форм хлора, описанных выше. Он не может быть сжат, поскольку становится неустойчивым под давлением. Поэтому он всегда употребляется только как часть процесса дезинфекции.

Хлорит натрия и хлорноватистая кислота хранятся в отдельных контейнерах и вводятся в генератор, где они вступают в реакцию и производят двуокись хлора.

Концентрация диоксида хлора, необходимая для достижения эффективной дезинфекции, как правило ниже, чем концентрация, необходимая при использовании других форм хлора.

Преимущества–сильныйокислитель, эффективность дезинфекции не зависит от рН или нагрузки по органическим соединениям в воде, не образуются побочные продукты (такие как хлорамины), характерное быстрое и равномерное растворение в воде.

Недостатки – необходимо умение и очень строгие меры предосторожности в обращении.

Источник создания диоксида хлора